Polarisasi dan jenis-jenisnya

Mengapa Langit Berwarna Biru?

Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwa polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami gejala polarisasi. Fakta bahwa cahaya dapt mengalami polarisasi menunjukkan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal.

Pada umumnya, gelombang cahaya mempunyai banyak arah getar. Suatu gelombang yang mempunya banyak arah getarnya disebut gelombang tak terpolarisasi. Sedangkan gelombang dengan hanya memiliki satu arah getarnya disebut gelomabng terpolarisasi.

Gejala polarisasi dapat kita lihat pada gelombang yang terjadi pada tali yang dilewatkan di celah. Apabila tali kita getarkan searah dengan celah, maka gelombang yang akan terjadi dapat melewati celah tersebut. Sebaliknya, jika kita getakan tali tersebut dengan acar tegak lurus terhadap celah maka yang akan terjadi, gelombang yang tercipta tidak akan dapat melewati celah.

Setiap hari kita mendapatkan sinar matahari, sinar alami seperti ini termasuk sinar yang tak pterpolarisasi. Cahaya yang dapat mengalami polarisasi disebabkan oleh berbagai cara, antara lain : lewat peristiwa pemantulan dan pembiasan, bias kembar, absorbsi selektif, dan hambuaran.

1. Polarisasi Karena Pemantulan
    Peristiwa pemantulan oleh bidang batas dua medium mengakibatkan polarisasi. Jika cahaya tak terpolarisasi jatuh pada bidang batas antara 2 medium yang transparan seperti kaca ke udara atau udara ke kaca, berkas cahaya yang dipantulkan dan dibiaskan akan terpolarisasi sebagian. Lalu tingkat Polarisasi  tergantung pada sudut datang serta indeks bias medium dan ketika terbentuk sudut sedemikian tersebut sinar-sinar yang dihasilkan oleh pemantulan dan pembiasan akan saling tegak lurus, maka saat itulah cahaya terpolarisasi sempurna atau terjadi saat sinar pantul dan sinar bias membentuk sudut 90 derajat.

Misalkan  sinar datang dari cermin datar dengan sudut 57 derajat, maka sinar pantul merupakan sinar terpolarisasi. Cahaya yang berasal dari cermin I adalah cahaya terpolarisasi akan dipantulkan ke cermin.
Apabila cermin II diputar sehingga arah getar antara cermin I dan cermin II saling tegak lurus, maka tidaka akan ada caya yang akan dipantulkan oleh cermin II.
peristiwa yang terjadi ini merupakan peristiwa terjadinya polarisasi. Cermin I disebut Polarisator, sedangkan cermin II disebut analisator. Polarisator akan menyebabkan sinar yang awalnya termasuk sinar tak terpolarisasi menjadi sinar yang terpolarisasi. Sedangkan analisator akan menganalisi apakah sinar tersebut termasuk sinar terpolarisasi atau tidak.

2. Polarisasi karena Bias Kembar
    Polarisasi karena bas kembar dapat terjadi apabila cahaya melewati suatu bahan yang mempunyai indeks bias ganda atau lebih dari satu, misalnya pada kristal klasit. cahaya yang lurus di sebut cahaya yang bias, yang memenuhi hukum snelius dan cahay ini tidak terpolarisasi. Sedangkan cahaya yang dibelokkan disebut cahaya istimewa karena tidak memenuhi hukum snellius dan cahaya inilah yang disebut sebagi cahaya yang terpolarisasi.

3. Polarisasi  saja sehingga karena Absorbsi
    Selektif polaroid adlaah suatu bahan yang dapat menyerap arah bidang getar gelombang cahaya dan hanya melewatkan salah satu bidang getar. seberkas sinar yang telah melewati polaroid hanya kan memiliki satu bidang getar sehingga sinar yang telah melewati polaroid adalah sinar yang terpolarisasi. Peristiwa polarisasi ini disebut polarisasi karena  absorbsi selektif. Poalroid banyak digunakan dlam kehidupan sehari-hari, antara lain pada kacamata dari sinar matahari (kaca mata sun glasses) dan polaroid untuk kamera.

4. Polarisasi karena Hmaburan
    Polarisasi cahaya karena peristiwa hamburan dapat terjadi pada peristiwa terhamburnya cahaya matahari oleh partikel-partikel debu di atmosfer yang menyelubungi Bumi. Cahaya matahari yang terhambur oleh partikel debu dapat mengalami terpolarisasi. Itulah sebabnya pada siang hari yang cerah langit kelihatan berwarna biru. Hal ini disebabakn oleh warna cahaya biru dihamburkan paling efektif dibandingkan dengan cahaya-cahaya warna lainnya.


Sumber:
http://vesainstwo1.blogspot.com/2009/08/polarisasi-oleh-pemantulan.html
http://www.g-excess.com/28934/pengertian-polarisasi-beserta-macam-macamnya/

Fatamorgana

Pernahkah kalian melihat air yang menggenang di jalan yang beraspal, saat matahari sedang terik-teriknya?

Jika belum, coba kalian keluar saat siang yang sedang teriknya atau saat matahari tepat di atas kepala kalian dan lihatlah ke arah jalan yang beraspal. Kalian akan melihat seolah-olah ada air yang menggenang di sana, padahal tidak terjadi hujan dan saat kalian mendekatinya, air tersebut akan hilang.

Apakah ini sebuah sulap?
atau sihir?

Jangan heran, hal tersebut dapat dijelaskan oleh ilmu fisika.

Kejadian tersebut biasa disebut dengan Fatamorgana.

Fatamorgana adalah sebutan kepada hal yang bersifat khayal yang tidak mungkin dapat dicapai. Hal ini diambil dari gejala optis pada suatu permukaan yang sangat panas yang tampak mengkilat seperti pemukaan air. Hal inipun sudah menjadi bagian dari cerita-cerita petualangan di padang pasir, yaitu dimana seseorang yang tersesat dan kepayahan, kelaparan dan kehausan melihat di kejauhan ada genangan air.

Akan tetapi setelah didekati genangan air itu menghilang. Pada cerita-cerita demikian itu dikesankan bahwa penglihatan orang itu sebagai penglihatan khayal, atau halusinasi orang yang kepayahan. Akan tetapi tidak demikian halnya. Kejadian-kejadian itu benar ada dan bisa dialami oleh orang yang segar bugar. Kejadian itu adalah merupakan gejala alam yang disebut mirage.


Fatamorgana adalah peristiwa mirage.

Mirage itu adalah suatu ilusi atau kekeliruan penglihatan, yaitu suatu peristiwa yang kadang-kadang terlihat di gurun pasir atau di atas jalan aspal yang rata atau trotoir, yang tampak seperti suatu genangan air atau suatu cermin, sedangkan benda-benda yang jauh letaknya, misalnya pepohonan, akan terlihat terbalik.Hal ini disebabkan pemantulan dan pembiasan sinar cahaya oleh lapisan udara yang panas atau kerapatan udara yang berbeda .

Fatamorgana adalah sebuah fenomena yang terjadi dimana tampak gambar suatu objek yang sebenarnya tidak ada disitu, yang dihasilkan karena adanya pembiasan cahaya matahari oleh atmosfer. Pembiasan cahaya dapat terjadi ketika cahaya bergerak melalui satu jenis material ke material lainnya yang memiliki kerapatan yang berbeda. Sebagai contoh, cahaya yang bergerak melalui udara kemudian masuk ke dalam air. Selain itu, cahaya juga dapat dibiaskan saat melewati wilayah udara hangat ke wilayah udara dingin atau sebaliknya, karena udara dingin memiliki kerapatan yang lebih tinggi daripada udara hangat.
 


Azas utama yang bekerja dalam hal ini adalah suatu kenyataan bahwa indeks bias udara bertambah bila kerapatan (massa jenis) udara bertambah besar. Udara panas mempunyai kerapatan yang lebih rendah, dan dengan demikian mempunyai inddeks refraksi yang lebih kecil daripada udara yang lebih dingin.

Gambar Gb.2. di atas memperlihatkan pengaruh dari suhu udara yang tidak seragam pada lintasan cahaya di udara.Sebagaimana diperlihatkan oleh diagram itu, cahaya akan cenderung membelok ke udara yang lebih dingin. Dalam kenyataannya pembelokan ini sering terjadi bila terdapat perbedaan suhu yang relatif besar.


Mirage yang tampak pada Gb.3 adalah mirage yang paling umum terpantau dan disebut inferior mirage (mrage bawah) karena mirage-nya itu tampak di bawah benda yang sebenarnya.

Dalam peristiwa “genangan air” yang terlihat di atas jalan raya yang panas, obyek yang sebenarnya adalah langit biru dan mirage-nya adalah refleksi (bayangan) langit pada jalan raya Dapat juga terjadi, walaupun jarang,.distribusi suhu pada atmosfir yang tidak biasa, yang disebut pembalikan suhu. Dalam peristiwa ini, lapisanudara panas terjadi di atas lapisan udara dingin, yang ada di atas permukaan air. Bila terdapat derajat suhu yang cukup, maka mirage atas (superior mirage) akan terjadi. Mirage yang demikian itu dapat dilihat pada gambar Gb.4



Jenis Fatamorgana

Ada dua jenis fatamorgana, yaitu fatamorgana inferior dan fatamorgana superior. Fatamorgana inferior merupakan jenis dari fatamorgana yang paling umum terjadi. Dalam sebuah fatamorgana inferior, sebuah objek tampak hadir seolah-olah baik objek sebenarnya maupun refleksinya berada di dalam genangan air. Hal ini dapat terjadi karena ketika tanah sangat panas, panas akan diradiasikan keluar dari dalam tanah dan menghangatkan udara yang berada tepat di atasnya. Ketika cahaya melewati udara dingin di atas dan masuk ke dalam udara yang lebih hangat di bawahnya, cahaya tersebut akan dibelokkan.

Otak kita memiliki persepsi bahwa cahaya selalu bergerak dalam garis lurus. Jadi otak kita tidak melihat gambar fatamorgana sebagai cahaya yang dibelokkan dari langit. Sebaliknya, otak kita berpikir cahaya pasti berasal dari sesuatu yang berada di atas tanah. Fatamorgana terlihat seperti sebuah benda yang tercermin dalam air karena cahaya yang biasanya bergerak ke tanah, dibelokkan dan bergerak ke mata anda, menciptakan citra ganda. Fatamorgana Inferior biasanya terlihat di jalan beraspal selama hari-hari yang panas dan cerah, dan sering terlihat seperti genangan air di permukaan jalan tersebut.

Sedangkan fatamorgana superior biasanya muncul di atas cakrawala, karena udara dingin terletak di bawah udara hangat. Biasanya muncul di atas es atau air yang sangat dingin. Dalam jenis fatamorgana ini, objek tampak jauh lebih tinggi daripada posisi aslinya. Contoh dari jenis fatamorgana ini adalah gambaran pulau melayang yang biasa dilihat oleh para pelaut. Fatamorgana superior paling sering terlihat di daerah kutub karena disana terdapat sejumlah besar es dan air yang sangat dingin. Kita juga sering dapat mengamati fatamorgana jenis ini saat matahari sedang terbenam di cakrawala, dimana matahari muncul di atas posisi yang sebenarnya dan bahkan kadang-kadang berada dalam posisi terbalik.

Mengapa Fatamorgana Hanya Terlihat dari Kejauhan?

Fatamorgana terlihat pada jarak yang jauh karena bumi itu bulat. Jika bumi datar, cahaya yang dibelokkan akan mencapai tanah sangat dekat dengan tempat di mana cahaya tidak dibelokkan, dan fatamorgana akan bisa dilihat pada jarak yang sangat dekat. Contoh yang menarik dari ini terjadi pada tahun 1596, ketika sebuah kapal mencari sebuah kapal yang terperangkap di es jauh di utara Samudra Atlantik dan kru harus tinggal di sana sepanjang musim dingin. Karena cahaya matahari dibiaskan dalam kurva mengikuti kelengkungan Bumi, para kru sudah dapat melihat cahaya matahari dua minggu sebelum akhir sebenarnya dari malam di musim dingin yang sangat panjang.

Proyektor

Proyektor

Proyektor adalah alat yang digunakan untuk menghasilkan suatu bayangan yang lebih besar dari objek aslinya pada layar. Objek tersebut berupa gambar dan tulisan. Bagian-bagian dari proyektor yakni cermin cekung, lensa cembung, lensa plankonveks, dan lensa proyektor lampu. Lensa proyektor berfungsi mengumpulkan cahaya pada layar untuk membentuk bayangan tajam, dan cermin cekung berfungsi memantulkan cahaya pada lensa agar cahaya terkumpul pada slaid.

Daftar Pustaka
http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/23/alat-alat-optik-dan-cara-kerjanya/

Kamera

Kamera

Kamera atau tustel adalah alat untuk memperoleh gambar suatu objek atau benda dengan bantuan cahaya dan lensa cembung. Bayangan benda atau gambar yang dihasilkan oleh lensa dibentuk pada film. Kamera yang pertama digunakan adalah kamera jenis obskura. Kamera ini berbentuk sebuah kotak tertutup yang salah satu sisinya diberi lubang kecil.

Bagian utama dari sebuah kamera antara lain lensa cembung yang dilapisi diafragma dan film. Diafragma dapat mengubah besar kecilnya lubang masuk cahaya. Jika cahaya terlalu kuat diafragma dikecilkan. Jika cahaya kurang kuat maka diafragma diperbesar. Bayangan oleh lensa terbentuk di film. Agar bayangan tepat di film, lensa dapat diatur mendekat atau menjauh dari film. Film dilapisi dengan zat kimia tertentu, jika terkena cahaya maka akan terjadi proses perubahan pada lapisan tersebut sehingga bayangan akan tercetak di lapisan kimia pada film tersebut. Setelah film dikeluarkan dan dicuci menggunakan zat kimia tertentu maka gambar akan segera terbentuk.

Saat ini banyak macam kamera dengan teknologi elektronika yang sudah canggih yaitu kamera digital, yang dapat diakses dengan mudah ke dalam komputer. Jika kamu ingin mengetahui perkembangan teknologi kamera lebih jauh kamu dapat mencari informasinya dari dunia seni dan fotografi.

Daftar Pustaka
http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/23/alat-alat-optik-dan-cara-kerjanya/

Lup

Lup

Pernahkah anda mengamati benda-benda kecil dengan kaca pembesar? Kaca pembesar tersebut dikenal dengan nama lup. (Loupe = kaca pembesar = magniflying glass). Lup banyak digunaka oleh tukang reparasi jam/arloji, pedagang intan, bahkan para ahli tekstil. Lup berupa sebuah lensa postif yang digunakan untuk melihat benda kecil supaya dapat terlihat lebih besar dan lebih jelas. Karenanya benda atau objek diletakkan di antaranya lensa dan fokusnya. Karena penglihatan mata terhalang oleh lup, maka yang terlihat oleh mata sebenarnya adalah bayangan maya dari benda.

Kaca pembesar atau lup digunakan untuk melihat benda kecil yang tidak bisa dilihat dengan mata secara langsung. Lup menggunakan sebuah lensa cembung atau lensa positif untuk memperbesar objek menjadi bayangan sehingga dapat dilihat dengan jelas.

Bayangan yang dibentuk oleh lup bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Untuk mendapatkan bayangan semacam ini objek harus berada di depan lensa dan terletak diantara titik pusat O dan titik fokus F lensa. untuk menghasilkan bayangan yang diinginkan, lup dapat digunakan dalam dua macam cara, yaitu dengan mata berakomodasi maksimum dan dengan mata tidak berakomodasi.

Lup dapat digunakan dengan mata berakomodasi maksimum untuk mendapatkan perbesaran bayangan yang diinginkan. Agar mata berakomodasi maksimum, bayangan yang terbentuk harus tepat berada di titik dekat mata (s’ = s_n = jarak titik dekat mata).

 Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata berakomodasi maksimum adalah

Dimana P adalah perbesaran lup, s_n adalah jarak titik dekat mata (s_n = 25 cm untuk mata normal), dan f adalah jarak fokus lup.

Menggunakan lup dalam keadaan mata berakomodasi maksimum membuat mata menjadi cepat lelah. Agar mata relaks dan tidak cepat lelah, lup digunakan dalam keadaan mata tidak berakomodasi. Untuk mendapatkan perbesaran bayangan yang diinginkan dalam keadaan mata tidak berakomodasi, bayangan yang terbentuk harus berada sangat jauh di depan lensa (jarak tak hingga). dalam hal ini objek harus berada di titik fokus lensa (s = f).

 

Perbesaran bayangan yang dihasilkan oleh lup dengan mata tidak berakomodasi adalah

Dimana P adalah perbesaran lup, s_n adalah jarak titik dekat mata (s_n = 25 cm untuk mata normal), dan f adalah jarak fokus lup.

Daftar Pustaka
http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/23/alat-alat-optik-dan-cara-kerjanya/
http://aktifisika.wordpress.com/2009/01/30/alat-optik/

Mata

Mata

Apa saja bagian-bagian mata? Ada tiga komponen pada penginderaan mata, yaitu:

1. mata, memfokuskan banyangan pada retina
2. sistem syaraf mata, yang memberi informasi ke otak
3. konteks penglihatan, salah satu bagian yang menganalisis penglihatan untuk melihat bagian-bagian yang terdapat pada mata manusia
     
   Bagian-bagian mata manusia terdiri dari:
   Kornea: Kornea merupakan lapisan mata paling depan dan keras, berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif. Tebalnya 0,5 mm.
   Pupil: Pupil adalah celah berbentuk lingkaran yang berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata. Saat cahaya terang pupil menguncup dan pada saat cahaya gelap pupil melebar.
   Iris: Iris adalah selaput berwarna hitam dan biru, yang berfungsi mengatur besar dan kecilnya pupil.
   Lensa mata: terdiri dari kristal, mempunyai dua permukaan dengan jari-jari kelengkungan 7,8 mm. Lensa berfungsi membiaskan sinar pada benda sehingga menghasilkan bayangan pada retina, dan memfokuskan objek pada berbagai jarak.
   Aqueous humour: cairan di depan lensa mata, berfungsi untuk membiaskan cahaya ke dalam mata.
   Viterous humour: cairan di dalam bola mata, berfungsi untuk meneruskan cahaya dari lensa menuju retina
   Retina: berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan benda yang dilihat. Retina merupakan bagian mata yang penuh syaraf yang sensitif terhadap cahaya. Dari retina ini akan dilanjutkan ke syaraf optikus.
   Fovea sentralis: daerah cekung yang berukuran 0,25 mm dan di tengahnya terdapat bintik kuning.

Proses melihat dapat dijelaskan sebagai berikut: berkas sinar dari objek menuju ke mata, kemudian dibiaskan oleh lensa mata sehingga terbentuk bayangan nyata dan terbalik di retina. Oleh syaraf penglihatan yang ada pada retina hal itu diteruskan ke otak sehingga terjadi kesan melihat. Pada retina terdapat cekungan yang dinamakan Bintik Kuning dan di pusat bintik kuning tersebut syaraf penglihatan paling peka dibandingkan tempat lain pada retina. Pada bagian yang paling peka tersebut indera penglihatan paling kuat dan dinamakan Fovea. Agar mata dapat melihat objek secara jelas, bayangan objek tersebut haruslah tepat berada di tempat itu.

Jika bayangan suatu objek terbentuk di daerah syaraf optik, maka objek tersebut tidak terlihat. Daerah ini dinamakan Bintik Buta. Jumlah cahaya yang masuk ke mata diatur oleh pupil yang bertindak sebagai diafragma. Ukuran lubang pupil dapat membesar atau mengecil tergantung kuat lemahnya cahaya yang menuju ke mata. Jika cahaya yang menuju ke mata terlalu kuat (terang), lubang pupil mengecil dan sebaliknya jika cahaya yang menuju ke mata lemah (redup) lubang pupil membesar. Dalam keseharian, mata harus mengamati objek-objek yang jaraknya berbeda-beda dari yang sangat dekat sampai yang sangat jauh dari mata. Dengan menerapkan prinsip pembentukan bayangan oleh lensa cembung pada mata kita, maka lensa mata harus dapat membentuk bayangan dari objek yang dilihat pada bintik kuning (tepatnya pada Fovea). Agar bayangan selalu terbentuk pada bintik kuning, meskipun objek yang dilihat berada di dekat maupun jauh dari mata, maka lensa mata harus harus mengubah kecembungannya. Untuk melihat objek yang sangat dekat, otot mata harus makin tegang sehingga lensa mata makin cembung (berakomodasi). Sedangkan pada waktu melihat objek yang letaknya jauh, otot mata tidak perlu tegang (otot mata dalam kondisi rileks). Mata memiliki keterbatasan jarak pandang, baik jarak yang paling dekat maupun jarak yang paling jauh dari mata. Titik terdekat yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata (berakomodasi maksimum) disebut titik dekat (punctum proximum). Sedangkan titik terjauh yang masih dapat dilihat dengan jelas oleh mata (tidak berakomodasi) disebut titik jauh (punctum remotum).

Mata normal orang dewasa memiliki titik dekat antara 20 - 30 cm (biasanya diambil sebesar 25 cm), sedangkan titik jauhnya berada di jauh tak berhingga. Kemampuan berakomodasi sangat menentukan titik dekat mata, semakin kuat daya akomodasi semakin semakin kecil jarak titik dekatnya (titik dekat lebih dekat ke mata). Sebaliknya, semakin lemah daya akomodasi semakin jauh letak titik dekatnya, Dengan bertambahnya usia, kemampuan berakomodasi otot mata makin lemah sehingga letak titik dekatnya makin menjauhi mata. Jarak titik dekat mata bervariasi sesuai dengan usia, kira-kira sebagai berikut:
• Usia 10 – 30 tahun, titik dekat: 7 – 14 cm
• Usia 30 – 60 tahun, titik dekat: 22 – 200 cm

Daftar Pustaka

http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/23/alat-alat-optik-dan-cara-kerjanya/

Teropong Bumi

TEROPONG BUMI

Teropong bumi memiliki fungsi yang tidak jauh berbeda dengan teropong bintang, hanya saja obyek yang dilihat hanya di permukaan bumi saja, tidak sampai ke luar abgkasa. Akan tetapi bayangan yang dihasilkan nampak lebih jelas, dekat dan tidak terbalik. Teropong bumi terdiri dari tiga lensa positif dan salah satunya berfungsi sebagai pembalik bayangan.
Berikut adalah pembentukan bayangannya.

Panjang teropong bumi adalah panjang fokus lensa obyektif ditambah 2 kali jarak fokus lensa pembalik dan panjang fokus lensa okuler. Dengan rumus : d = fOb + 4 fp + fOk

Daftar Pustaka

http://nsinatria.blog.uns.ac.id/2012/06/03/alat-optiik-teropong/